JPH06312153A - 塗装および／または印刷金属板の焼付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱炉内での塗装および／または印刷金属板
の焼付を、金属板の加熱炉内への進入時の温度変化や、
加熱炉内での停止にかかわらず安定して的確に行なう。 【構成】 加熱炉１２内のコイル金属板通過経路１４を
コイル金属板１０が通過中にコイル金属板１０を加熱す
る高周波誘導加熱装置１６ａ、１６ｂを含む加熱機構、
高周波誘導加熱装置１６ａ、１６ｂによる加熱動作を制
御する制御回路３６、コイル金属板通過経路１４への進
入直前の温度を検出する前温度検出センサ２２を設け
る。制御回路３６は前温度検出センサ２２の検出信号で
加熱機構の加熱制御、高周波誘導加熱装置１６ａ、１６
ｂと熱風吹出装置１８ａ、１８ｂとの適切な切替制御を
行なう。熱風温度検出センサ４０は熱風吹出装置１８
ａ、１８ｂの吹出口２０ａ、２０ｂから発生する熱風温
度を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗装および／または印
刷金属板の焼付装置、特に製缶用の素材として使用され
る金属板を塗装および／または印刷した後に、連続的に
乾燥、焼き付けするための焼付装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】塗装や印刷などが行なわれるための金属
板としては、鉄やアルミニウムなどの長尺薄板金属をコ
イル状に巻いたコイル金属板が知られており、使用用途
は、製缶用の素材などに広く用いられている。コイル金
属板は、搬送駆動装置により引き解かれながら搬送され
ていき、その表面に連続的に塗装、または図柄、文字な
どの印刷、さらにはクリヤー塗装が施され、その後に乾
燥並びに焼付硬化が行なわれ、これを所定の寸法に裁断
してゆく。

【０００３】従来、上記の乾燥、焼付に際しては、コイ
ル金属板を連続的に加熱するために熱風乾燥炉が使用さ
れていた。これは、塗装や印刷後のコイル金属板が、所
定の温度範囲内に温度設定されたトンネル式の熱風乾燥
炉を通過することにより加熱され、乾燥、焼付硬化が完
了する。このような熱風を用いた加熱の場合には、乾燥
炉内温度を上昇させ、その雰囲気によって加熱すること
から、コイル金属板が適温に上昇するまで若干の時間が
かかっていた。

【０００４】この方法に対し、特開昭６２−２０８５９
１号公報には熱風乾燥炉を使用しない高周波誘導加熱方
法が記載され、特開平５−２６６号公報には熱風吹出装
置を使用した熱風加熱方法と高周波誘導加熱方法とを併
用した金属板の加熱方法が記載されている。高周波誘導
加熱方法は、加熱すべき金属板に誘導電流を流してその
金属板自らを発熱させるもので、加熱時間の短縮化や加
熱炉の小型化、さらには金属板の周囲環境の温度上昇を
防止することができるという利点がある。

【０００５】上記焼付装置では、その仕上り状態を良好
なものとするため、ある程度狭い範囲の温度条件に加熱
温度を設定して加熱を行なう必要がある。金属板の加熱
動作の制御は、金属板の温度変化に基づいて行なってお
り、従来この制御は、加熱炉を通過した後の金属板の温
度を検出し、その検出信号に基づいて加熱機構の動作を
制御するというフィードバック制御の形式がとられてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コイル金属板の連続焼付装置においては、フィードバッ
ク制御による温度調整を行なっているにもかかわらず、
焼付不良を生じるという問題があった。１巻のコイル金
属板の塗装が終了する直前に搬送駆動装置を一旦停止
し、次のコイル金属板を再セットしてから再度搬送駆動
装置を運転するような場合に焼付不良を生じやすい。停
止時間は1.5 分程度であるが、その間も加熱を続けると
過剰加熱による過剰焼付が生じるおそれがある。一方、
搬送駆動装置の停止中に加熱動作を停止すると、再度運
転した時に、その加熱炉内に残っていた金属板の一部お
よび再運転開始時の加熱炉直前の金属板は、加熱炉内の
温度が十分に上がらないことから焼付不十分となるおそ
れがある。

【０００７】焼付不良の原因は、焼付装置自体の加熱状
態のみならず、加熱装置に進入する金属板の温度にも大
きく依存する。通常、加熱炉に進入する時の金属板の温
度は、塗装や印刷の種類の変化、その他何らかの事情に
よりその温度が変化する場合がある。熱風乾燥炉では、
その雰囲気温度に金属板の温度が到達すれば、それ以上
温度は上昇しない。しかし高周波誘導加熱方法では、金
属板の温度は時間の経過に伴って上昇するので、加熱炉
に進入する時の金属板の温度が、そのまま加熱終了後の
金属板の温度に影響する。これに対応して加熱炉内での
加熱温度を調整する必要がある。低い温度で進入してき
た場合には、高い温度で進入してきた場合よりも多い加
熱エネルギーで適切な温度まで上昇させる必要があり、
金属板の加熱前温度の変化に対応して、常に適切な加熱
動作制御を行なうことが要求される。

【０００８】従来の金属板の温度によるフィードバック
制御は、加熱炉の通過後における温度検出で行なってい
る。そのため進入前の金属板の温度に所定値以上の変化
があった場合については、その金属板が加熱炉から出て
くるまで検出することができないので、適切な加熱動作
制御も困難となる。加熱炉通過後に異常を検知し、その
時点で加熱装置の制御が開始される手順では、温度セン
サにおける応答のタイムラグおよびセンサからの信号に
基づく制御回路での制御開始までのタイムラグにより、
最初の不良焼付の発生からある程度の範囲の不良焼付は
回避することができず、不良焼付の事前の回避も当然に
困難であった。

【０００９】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、その目的は金属板の加熱炉内への進入時の温
度変化に迅速に対応して加熱装置の制御を行ない、過剰
焼付や焼付不足の発生を事前に防止することのできる塗
装および／または印刷金属板の焼付装置を提供するもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の塗装または／および印刷コイル金
属板の焼付装置を、実施例に相当する図１により説明す
る。

【００１１】図１に示すように、本発明の焼付装置は、
高周波誘導加熱装置１６ａ・１６ｂを備えた加熱炉１２
を貫通して連続的に通過するコイル金属板１０に塗布さ
れた塗料または／および印刷インキを焼付ける装置であ
って、コイル金属板１０が加熱炉１２内へ進入する口の
直前に設けられた、前温度検出手段２２による検出温度
信号をフィードフォワード制御用信号として出力する制
御部３２・３４・３６と、そのフィードフォワード制御
用信号により加熱出力が制御される高周波発振器３８
と、加熱温度が制御される、加熱炉１２内に配設された
高周波誘導加熱装置１６ａ・１６ｂとを備えることを特
徴としている。

【００１２】本発明の別な態様の焼付装置は、高周波誘
導加熱装置１６ａ・１６ｂを備えた加熱炉１２を貫通し
て通過するコイル金属板１０に塗布された塗料または／
および印刷インキを焼付ける装置であって、コイル金属
板１０が加熱炉１２内へ進入する口の直前に設けられた
前温度検出手段２２、コイル金属板１０が加熱炉１２内
から排出する口の直後に設けられた、後温度検出手段２
４と、前温度検出手段２２による検出温度信号および後
温度検出手段２４による検出温度信号から最適な加熱制
御信号を算出して出力する制御部２６・３２・３４・３
６と、その加熱制御信号により加熱出力が制御される高
周波発振器３８と、加熱炉１２内に配設された高周波誘
導加熱装置１６ａ・１６ｂとを備えることを特徴とす
る。

【００１３】本発明のコイル金属板焼付装置における加
熱機構の具体的な構成は、コイル金属板１０に対して誘
導磁場を有する高周波誘導加熱装置１６ａ・１６ｂおよ
び加熱炉１２内を通過するコイル金属板１０の少なくと
も一部に向かう吹出口２０ａ・２０ｂを有する熱風吹出
装置１８ａ・１８ｂである。

【００１４】熱風吹出装置１８ａ・１８ｂの吹出口２０
ａ・２０ｂの近傍には、温度センサ４０と、温度センサ
４０により検出された熱風温度により熱風吹出装置１８
ａ・１８ｂの加熱温度をフィードバック制御する制御部
４２とが付加されていることが好ましい。

【００１５】

【作用】上記本発明の塗装および／または印刷金属板の
焼付装置によれば、コイル金属板１０が加熱炉１２内へ
進入する口の直前に設けられた前温度検出手段２２によ
る検出温度信号で制御部３２・３４・３６によりフィー
ドフォワード制御をして高周波誘導加熱装置１６ａ・１
６ｂの加熱を制御する。そのため種々の原因により加熱
炉１２進入前のコイル金属板１０に温度差が生じている
場合、加熱動作に入る前にこれを検知することができ、
過剰焼付や焼付不足の発生前に適切な温度で加熱するよ
う制御できる。

【００１６】また本発明の別な態様の焼付装置によれ
ば、コイル金属板１０が加熱炉１２内へ進入する口の直
前に設けられた前温度検出手段２２と、加熱炉１２内か
ら排出する口の直後に設けられた後温度検出手段２４に
よる検出温度信号で制御部２６・３２・３４・３６によ
り高周波誘導加熱装置１６ａ・１６ｂの加熱を制御す
る。前温度検出手段２２と後温度検出手段２４の両方で
温度を検出することで、加熱炉１２進入前のコイル金属
板１０に温度差が生じている場合のみならず、高周波誘
導加熱装置１６ａ・１６ｂの加熱状態の変動によりそれ
が事後的に検知された場合も、両方が加味されて、より
最適な加熱制御がなされる。したがって過剰焼付や、焼
付不足の発生を防止することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は、本発明を適用する塗装または／およ
び印刷金属板の焼付装置の実施例を示す概略ブロック図
である。

【００１８】図１中の１０はコイル金属板であり、矢印
Ｘの方向に所定速度で進む。１２は加熱炉であり、中央
部にコイル金属板１０が通過するコイル金属板通過経路
１４を有する。１６ａおよび１６ｂは加熱炉１２内にコ
イル金属板通過経路１４を挟んで対をなして配置された
誘導加熱コイルからなる高周波誘導加熱装置である。１
８ａおよび１８ｂは加熱炉１２内に配置された熱風吹出
装置であり、コイル金属板経路１４に向かって吹出口２
０ａ、２０ｂが位置している。２２はコイル金属板１０
がコイル金属板通過経路１４に進入する直前の温度を検
出する放射温度計からなる前温度検出センサ、２４は加
熱炉１２の出口付近にコイル金属板１０に対向して設け
た放射温度計からなる後温度検出センサ、２６は前温度
検出センサおよび後温度検出センサ２４からの信号を変
換する変換器である。２８はコイル金属板１０の進行速
度を測定する速度検出センサ、３０は速度検出センサ２
８からの信号を変換する変換器である。３２は信号変換
器２６および３０からの信号を受け、ＰＩＤ制御（比例
制御、積分制御、微分制御）により線速制御をするコン
トローラである。３４はアナログ信号をデジタル信号に
変換し、またその逆の変換を行なうアナログ−デジタル
変換器である。３６はアナログ−デジタル変換器３４か
らのデジタル信号を受け設定されるプログラムに基づい
て処理する制御回路である。３８は制御回路３６から出
されてアナログ−デジタル変換器３４でアナログ変換さ
れた処理信号を受けたコントローラ３２からの線速制御
で作動し、高周波誘導加熱装置１６ａ、１６ｂに出力す
る高周波発振器である。４０は熱風吹出装置１８ａ、１
８ｂの吹き出す熱風温度を検出する熱風温度検出センサ
である。４２は熱風温度検出センサ４０からの信号を受
け、熱風の発生を制御するコントローラーである。４４
はコントローラー４２からの制御で作動し、熱風を発生
する熱風発生機である。

【００１９】上記構成の実施例の動作について以下に説
明する。基本動作としては、まず、コイル金属板１０の
材質、進行速度、板厚および塗装などに使用される塗料
の乾燥適切温度などは、加熱作業が開始される前に予め
制御回路３６に入力される。これらのデータは、制御回
路３６にて適切な温度設定のためにパラメータ変換され
る。このパラメータは、アナログ−デジタル変換器３４
によりアナログ変換され、温度の初期設定値としてコン
トローラ３２に入力される。コントローラ３２では、そ
の初期設定値に基づき、高周波発振器３８に適切な周波
数および電流を出力するように線速制御により指示信号
を与える。高周波発振器３８は、その指示信号に基づき
高周波誘導加熱装置１６ａ、１６ｂに電流を流す。これ
により、コイル金属板１０に誘導電流が流れ、立上り時
間の後、初期設定の温度に加熱されていく。

【００２０】次に、コイル金属板１０の温度に基づく制
御について説明する。コイル金属板１０は、図示してい
ない搬送駆動機構により塗装工程から所定速度で矢印Ｘ
方向にコイル金属板通過経路１４内に移送されその中を
連続進行する。この時点で、前温度検出センサ２２によ
りコイル金属板通過経路１４内を進入する直前のコイル
金属板１０の温度が検出され、変換器２６を介してコン
トローラ３２に送られている。そして、コントローラ３
２、アナログ−デジタル変換器３４、制御回路３６の機
能によって、その前温度検出センサ２２の検出結果によ
る高周波発振器３８の制御が行なわれ、高周波誘導加熱
装置１６ａ、１６ｂの加熱動作制御が行なわれる。すな
わち、コイル金属板１０の進入時の温度が所定範囲内に
あれば高周波発振器３８からは予め定められた所定の出
力が送り出される。その温度が所定の温度より低い場合
にはより高い出力を、温度が所定の温度より高い場合に
はより低い出力を送り出すという制御が行なわれる。

【００２１】この結果、従来装置において生じた焼付ム
ラ、特にコイル金属板の搬送を停止した場合や、金属板
ないし塗装を変更した直後の焼付不良を大幅に抑制する
ことが可能となる。

【００２２】一方、後温度検出センサ２４での温度検出
により、予め設定した加熱終了後の温度範囲からずれて
いると判断された場合も、コントローラ３２では、周波
数および電流を修正するための指示信号が高周波発振器
３８に供給される。これにより、高周波誘導加熱装置１
６ａ、１６ｂによる加熱動作が修正され、適正に加熱さ
れる。すなわち、後温度検出センサ２４およびその制御
部は、バックアップとしての作用を持つ。

【００２３】熱風加熱装置１８ａおよび１８ｂからは、
架橋硬化温度下限より若干高い温度の熱風が、吹出口２
０ａ、２０ｂから常時吹き出している。熱風温度検出セ
ンサ４０は、熱風吹出装置１８ａ、１８ｂの吹きだす熱
風温度を検出し、コントローラ４２が熱風発生機４４に
熱風の発生出力を制御する指示信号を送り、一定な温度
が維持される。コイル金属板１０が連続進行している間
には、この熱風による加熱と高周波誘導加熱装置１６
ａ、１６ｂとによる両方の加熱動作が行なわれている。
そして、前温度検出センサ２２および後温度検出センサ
２４による温度検出に基づきコントローラ３２が動作制
御を行なうので、適切な乾燥、焼付硬化作業が行なわれ
る。

【００２４】１巻のコイル金属板１０の乾燥、焼付作業
が終了すると、次の１巻のコイル金属板１０の準備が行
なわれ、その間図１には示されていない搬送駆動装置が
一旦停止される。この時、その停止を知らせる信号がコ
ントローラ３２に送られ、コントローラ３２からは、高
周波誘導加熱装置１６ａ、１６ｂによる加熱を停止させ
る信号が高周波発振器３８に送られる。しかし、熱風吹
出装置１８ａ、１８ｂだけはその動作が継続される。こ
れは停止中におけるコイル金属板１０の温度低下を防止
するためである。熱風加熱のみによる適切な加熱は時間
がかかるが、コイル金属板１０の停止中においての高周
波誘導加熱装置１６ａ、１６ｂによる加熱は強すぎるた
め、熱風吹出装置１８ａ、１８ｂのみの加熱でコイル金
属板１０の温度低下を防止する。

【００２５】そして次のコイル金属板１０のセットが終
了すると、搬送駆動装置の運転が再開される。同時に、
コントローラ３２から指示信号が高周波発振器３８に発
せられ、高周波発振器３８から所定の出力が送り出され
るので、高周波誘導加熱装置１６ａ、１６ｂの動作も再
開する。この時、停止中に熱風加熱で十分に硬化が完了
していない部分は、高周波誘導加熱装置１６ａ、１６ｂ
の加熱再開によって硬化が進み、停止中に加熱炉内にあ
った全ての部分の塗料の硬化が完了し、加熱炉１２外へ
進行する。上記の実施例により、加熱炉１２への進入前
のコイル金属板１０の温度変化に対応して適切な加熱動
作制御が行なわれ、加熱不良状態の発生が未然に防止さ
れる。

【００２６】加熱炉１２内のコイル金属板経路１４内に
コイル金属板１０が停止した場合にも、高周波誘導加熱
装置１６ａ、１６ｂおよび熱風吹出装置１８ａ、１８ｂ
の適切な切替制御により良好な乾燥、焼付硬化が行なわ
れる。

【００２７】熱風吹出装置１８ａ、１８ｂの熱風吹出口
２０ａ、２０ｂの近傍に設置された熱風温度検出センサ
４０は、熱風吹出装置１８ａ、１８ｂの熱風温度を検出
する。コントローラ４２は熱風温度検出センサ４０から
の検出信号により熱風発生機４４の出力制御を行ない、
コイル金属板の焼付過剰や焼付不足を防止する。

【００２８】なお、本発明は、上記各実施例の構成に限
定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変
形が可能である。例えば、熱風吹出装置１８ａ、１８ｂ
の吹出口２０ａ、２０ｂは上記実施例のようにほぼ中央
部の一箇所から吹き出すように設定するだけでなく複数
箇所から吹き出すようにすることが可能であり、高周波
誘導加熱装置１６ａ、１６ｂの数も変更可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の塗
装および／または印刷金属板の焼付装置によれば、加熱
炉内に搬送されるコイル金属板の温度変化および何らか
の事情による金属板の加熱炉内での停止によって乾燥、
焼付状態の不良が発生することのないように加熱機構の
加熱動作制御を行なうことができる。これにより、金属
板への塗装や印刷作業の均質化および円滑化を達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する実施例に係る塗装および／ま
たは印刷金属板の焼付装置の全体構成を示す概略ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０はコイル金属板、１２は加熱炉、１４はコイル金属
板通過経路、１６ａ、１６ｂは高周波誘導加熱装置、１
８ａ、１８ｂは熱風吹出装置、２０ａ、２０ｂは吹出
口、２２は前温度検出センサ、２４は後温度検出セン
サ、２６は変換器、２８は速度検出センサ、３０は変換
器、３２はコントローラ、３４はアナログーデジタル変
換器、３６は制御回路、３８は高周波発振器、４０は熱
風温度検出センサ、４２はコントローラ、４４は熱風発
生機である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波誘導加熱装置を備えた加熱炉を貫
   通して連続的に通過するコイル金属板に塗布された塗料
   または／および印刷インキを焼付ける装置において、該
   金属板が該加熱炉内へ進入する口の直前に設けられた前
   温度検出手段と、該前温度検出手段による検出温度信号
   をフィードフォワード制御用信号として出力する制御部
   と、そのフィードフォワード制御用信号により加熱出力
   が制御される高周波発振器と、該加熱炉内に配設された
   高周波誘導加熱装置とを備えることを特徴とするコイル
   金属板の焼付装置。
2. 【請求項２】 高周波誘導加熱装置を備えた加熱炉を貫
   通して通過するコイル金属板に塗布された塗料または／
   および印刷インキを焼付ける装置において、該金属板が
   該加熱炉内へ進入する口の直前に設けられた前温度検出
   手段と、該金属板が加熱炉内から排出する口の直後に設
   けられた後温度検出手段と、該前温度検出手段による検
   出温度信号および該後温度検出手段による検出温度信号
   から最適な加熱制御信号を算出して出力する制御部と、
   その加熱制御信号により加熱出力が制御される高周波発
   振器と、該加熱炉内に配設された高周波誘導加熱装置と
   を備えることを特徴とするコイル金属板焼付装置。
3. 【請求項３】 前記加熱炉内には通過するコイル金属板
   の少なくとも一部に向かう吹出口を有する熱風吹出装置
   を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載
   のコイル金属板焼付装置。
4. 【請求項４】 前記熱風吹出装置の熱風吹出口の近傍に
   温度センサと、該温度センサにより検出された熱風温度
   により熱風吹出装置の加熱温度をフィードバック制御す
   る制御部とが付加されていることを特徴とする請求項３
   に記載のコイル金属板焼付装置。